JP2017207587A - Semiconductor optical modulator and method for forming the same - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the physical strength of the input/output optical waveguide structure of a semiconductor optical modulator having an InP substrate.SOLUTION: The semiconductor optical modulator comprises: a semi-insulating InP substrate; a ground contact layer formed on the semi-insulating InP substrate; a semiconductor high mesa optical waveguide structure formed on the ground contact layer and including a first cladding layer formed on the ground contact layer, a core layer formed on the first cladding layer and a second cladding layer formed on the core layer; an insulating film covering the semiconductor high mesa optical waveguide structure; and an organic film covering a part on the insulating film in the side of the semiconductor high mesa optical waveguide structure.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は半導体光変調器及びその作成方法に関し、より詳細には半導体光変調器の光入出力導波路部分の構造及びその作成方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor optical modulator and a manufacturing method thereof, and more particularly to a structure of a light input / output waveguide portion of a semiconductor optical modulator and a manufacturing method thereof.

近年の光通信システムの大容量化に伴い、コヒーレント信号処理技術を用いた高次多値変復調伝送技術の開発が盛んに行われている。高次多値変復調伝送技術を使用した伝送方式では、直流動作のレーザーダイオードと外部光変調器との組み合わせを送信器において用いている。ここで、光通信システムに用いられる典型的な外部光変調器として、ＬｉＮｂＯ3により構成されたＬＮ光変調器がある。ＬＮ光変調器は、光導波路内に電界をかけ、電気光学効果により光導波路内の屈折率を変化させ、光の位相を制御するものである。このような光変調器は、光位相変調器やマッハツェンダ型光変調器などの多数の光導波路を結合させて形で高機能スイッチとして機能させることが可能である。しかしながら、ＬＮ光変調器は、光導波路長がｃｍオーダーであり、周辺部品に比べて非常に大きく、結果として送信器のサイズの小型化を制限してしまう問題があった。この問題を解決する構造として、ＬＮ光変調器と同様の動作原理を用いたＩｎＰ光変調器が発案されている（非特許文献１）。 With the increase in capacity of optical communication systems in recent years, development of high-order multilevel modulation / demodulation transmission technology using coherent signal processing technology has been actively conducted. In a transmission system using a high-order multilevel modulation / demodulation transmission technique, a combination of a direct-current laser diode and an external optical modulator is used in a transmitter. Here, as a typical external optical modulator used in an optical communication system, there is an LN optical modulator composed of LiNbO 3 . The LN optical modulator applies an electric field in the optical waveguide, changes the refractive index in the optical waveguide by the electro-optic effect, and controls the phase of light. Such an optical modulator can function as a high-function switch by combining a number of optical waveguides such as an optical phase modulator and a Mach-Zehnder optical modulator. However, the LN optical modulator has an optical waveguide length on the order of cm, which is very large compared to peripheral components, and as a result, there is a problem in that miniaturization of the transmitter size is limited. As a structure for solving this problem, an InP optical modulator using the same operation principle as that of the LN optical modulator has been proposed (Non-Patent Document 1).

K. Tsuzuki, T. Ishibashi, T. Ito, S. Oku, Y. Shibata, R. Iga, Y. Kondo and Y. Tohmori “40 Gbit=s n-i-n InP Mach-Zehnder modulator with a p voltage of 2.2 V” Electronics Letters, vol. 39, no. 20, pp. 1464-1466, 2003.K. Tsuzuki, T. Ishibashi, T. Ito, S. Oku, Y. Shibata, R. Iga, Y. Kondo and Y. Tohmori “40 Gbit = s nin InP Mach-Zehnder modulator with ap voltage of 2.2 V” Electronics Letters, vol. 39, no. 20, pp. 1464-1466, 2003.

図１は、本発明の一実施形態にかかる半導体光変調器を示す図であり、図１（ａ）は半導体光変調器の上面図であり、図１（ｂ）は（ａ）Ａ−Ａ´における断面図である。光変調器１００は、半絶縁性ＩｎＰ基板１１１上に形成されたグランドコンタクト層１１２上に、半導体ハイメサ光導波路構造１０３が形成されている。半導体ハイメサ光導波路構造１０３の位相変調部部分の上面にはシグナル電極１０２が形成され、半導体ハイメサ光導波路構造１０３の位相変調部部分の両脇にはグランド電極１０１が形成されている。グランドコンタクト層１１２上面のグランド電極１０１とシグナル電極１０２との間には、有機膜１０５が形成され、グランドコンタクト層１１２上面のグランド電極１０１、シグナル電極１０２及び有機膜１０５以外の部分は、絶縁膜１０４で覆われている。   FIG. 1 is a view showing a semiconductor optical modulator according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a top view of the semiconductor optical modulator, and FIG. 1 (b) is (a) AA. It is sectional drawing in '. In the optical modulator 100, a semiconductor high mesa optical waveguide structure 103 is formed on a ground contact layer 112 formed on a semi-insulating InP substrate 111. A signal electrode 102 is formed on the top surface of the phase modulation portion of the semiconductor high mesa optical waveguide structure 103, and ground electrodes 101 are formed on both sides of the phase modulation portion of the semiconductor high mesa optical waveguide structure 103. An organic film 105 is formed between the ground electrode 101 on the upper surface of the ground contact layer 112 and the signal electrode 102, and a portion other than the ground electrode 101, the signal electrode 102, and the organic film 105 on the upper surface of the ground contact layer 112 is an insulating film. 104.

図１（ｂ）を参照すると、半導体光変調器１００の位相変調部は、半絶縁性ＩｎＰ基板１１１上に、グランドコンタクト層１１２が形成される。グランドコンタクト層１１２上には、第１のクラッド層１１３、コア層１１４、第２のクラッド層１１５により構成される１半導体ハイメサ光導波路構造１０３が設けられている。半導体ハイメサ光導波路構造１０３は、絶縁膜１０４と有機膜１０５で保護されている。また、グランドコンタクト層１１２の有機膜１０５が形成されていない部分の上にはグランド電極１０１が形成され、第２のクラッド層１１５上には、シグナル電極１０２が形成されている。   Referring to FIG. 1B, in the phase modulation unit of the semiconductor optical modulator 100, a ground contact layer 112 is formed on a semi-insulating InP substrate 111. On the ground contact layer 112, a one-semiconductor high mesa optical waveguide structure 103 including a first cladding layer 113, a core layer 114, and a second cladding layer 115 is provided. The semiconductor high mesa optical waveguide structure 103 is protected by an insulating film 104 and an organic film 105. A ground electrode 101 is formed on the portion of the ground contact layer 112 where the organic film 105 is not formed, and a signal electrode 102 is formed on the second cladding layer 115.

半導体光変調器１００は、図１に示すように、シグナル電極１０２に、光信号と電気信号を同じ方向に伝搬させる進行波電極構造を用いることにより、高速動作を実現している（非特許文献１）。シグナル電極１０２は、十分に厚くすることにより４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高帯域の実現が可能である（非特許文献１）。   As shown in FIG. 1, the semiconductor optical modulator 100 achieves high-speed operation by using a traveling-wave electrode structure that propagates an optical signal and an electric signal in the same direction as the signal electrode 102 (non-patent document). 1). The signal electrode 102 can realize a high band of 40 Gbit / s or more by making it sufficiently thick (Non-Patent Document 1).

ここで、半導体光変調器１００は、半導体ハイメサ光導波路構造１０３を光ファイバと接続するために、入出力光導波路端面を光ファイバと接続しやすい形状に形成する必要がある。一般的に、ＩｎＰ基板１１１の厚さを３００μｍ以下になるように研磨し、劈開により垂直な入出力光導波路端面を形成する。図２及び図３は、図１の半導体光変調器１００におけるＢ−Ｂ´およびＣ−C´部分の断面図である。図２のＢ−Ｂ´およびＣ−C´の部分は、半導体光変調器１００の入出力光導波路端面の部分である。図２を参照すると、半導体光変調器１００は、半絶縁性ＩｎＰ基板１１１と、半絶縁性ＩｎＰ基板１１１上のグランドコンタクト層１１２と、グランドコンタクト層１１２上の第１のクラッド層１１３と、第１のクラッド層１１３上のコア層１１４と、コア層１１４上の第２のクラッド層１１５とを備える、半導体ハイメサ光導波路構造１０３の脇にはグランドコンタクト層１１２まで至る溝部２０１が形成され、上面全体が絶縁膜１０４により覆われている。   Here, in order to connect the semiconductor high mesa optical waveguide structure 103 to the optical fiber, the semiconductor optical modulator 100 needs to be formed so that the input / output optical waveguide end face can be easily connected to the optical fiber. In general, the InP substrate 111 is polished to have a thickness of 300 μm or less, and vertical input / output optical waveguide end faces are formed by cleavage. 2 and 3 are cross-sectional views of the BB ′ and CC ′ portions in the semiconductor optical modulator 100 of FIG. 2 are portions of the input / output optical waveguide end face of the semiconductor optical modulator 100. In FIG. Referring to FIG. 2, the semiconductor optical modulator 100 includes a semi-insulating InP substrate 111, a ground contact layer 112 on the semi-insulating InP substrate 111, a first cladding layer 113 on the ground contact layer 112, A groove 201 extending to the ground contact layer 112 is formed on the side of the semiconductor high mesa optical waveguide structure 103, which includes the core layer 114 on the first cladding layer 113 and the second cladding layer 115 on the core layer 114. The whole is covered with an insulating film 104.

ここで、図１の半導体光変調器１００のＢ−Ｂ´およびＣ−C´部分の光導波路構造は基本的には同じ構造で、光導波路の幅は２μｍから５μｍ程度である。しかしながら、劈開による光導波路構造端面形成を行うと、光導波路構造の端に大きな衝撃がかかり、図３のように、光導波路端面の一部が欠け（３０１）、歩留まりが大きく低下してしまう問題がある。   Here, the optical waveguide structures of the BB ′ and CC ′ portions of the semiconductor optical modulator 100 of FIG. 1 are basically the same, and the width of the optical waveguide is about 2 μm to 5 μm. However, when the end face of the optical waveguide structure is formed by cleaving, a large impact is applied to the end of the optical waveguide structure, and a part of the end face of the optical waveguide is chipped (301) as shown in FIG. There is.

この問題を解決する方法として、絶縁膜１０４を除去して、劈開する手法も考えられるが、ドライエッチングで絶縁膜１０４を除去する際に半導体表面にダメージを与えて光損失を増加させてしまう恐れがある。また、フッ酸等によるウェットエッチングによる絶縁膜１０４の除去も考えられるが、制御が難しく、意図しない領域の絶縁膜までエッチングされてしまう恐れがある。   As a method for solving this problem, a method in which the insulating film 104 is removed and cleaved may be considered. However, when the insulating film 104 is removed by dry etching, the semiconductor surface may be damaged to increase optical loss. There is. Although the removal of the insulating film 104 by wet etching with hydrofluoric acid or the like is conceivable, it is difficult to control and there is a possibility that the insulating film in an unintended region may be etched.

このような問題を解決するために、本発明の第１の態様は、半導体光変調器であって、半絶縁性ＩｎＰ基板と、前記半絶縁性ＩｎＰ基板上に形成されたグランドコンタクト層と、前記グランドコンタクト層上に形成された半導体ハイメサ光導波路構造であって、前記グランドコンタクト層上に形成された第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に形成されたコア層と、前記コア層上に形成された第２のクラッド層とを備える半導体ハイメサ光導波路構造と、前記半導体ハイメサ光導波路構造を覆う絶縁膜と、前記半導体ハイメサ光導波路構造の脇の前記絶縁膜上の一部に被覆された有機膜とを備えることを特徴とする。   In order to solve such a problem, a first aspect of the present invention is a semiconductor optical modulator comprising a semi-insulating InP substrate, a ground contact layer formed on the semi-insulating InP substrate, A semiconductor high mesa optical waveguide structure formed on the ground contact layer, the first cladding layer formed on the ground contact layer; the core layer formed on the first cladding layer; A semiconductor high mesa optical waveguide structure comprising a second cladding layer formed on the core layer, an insulating film covering the semiconductor high mesa optical waveguide structure, and a part on the insulating film beside the semiconductor high mesa optical waveguide structure And an organic film coated thereon.

また、本発明の第２の態様は、第１の態様の半導体光変調器であって、前記有機膜は、前記半導体ハイメサ光導波路構造の前記第１のクラッド層よりも高さが低いことを特徴とする。   The second aspect of the present invention is the semiconductor optical modulator according to the first aspect, wherein the organic film has a lower height than the first cladding layer of the semiconductor high mesa optical waveguide structure. Features.

また、本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様の半導体光変調器であって、前記有機膜は、前記半導体ハイメサ光導波路構造の光入出力部分に形成されることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor optical modulator according to the first or second aspect, wherein the organic film is formed in a light input / output portion of the semiconductor high mesa optical waveguide structure. And

また、本発明の第４の態様は、半導体光変調器の作成方法であって、半絶縁性ＩｎＰ基板上にグランドコンタクト層、第１のクラッド層、コア層、第２のクラッド層を順次成長するステップと、半導体ハイメサ光導波路構造をエッチングにより形成するステップと、前記第２のクラッド層及び前記半導体ハイメサ光導波路構造を覆うように絶縁膜を成長するステップと、前記絶縁膜上に有機膜を形成するステップと、前記半導体ハイメサ光導波路構造の脇の前記絶縁膜上の一部を残して前記有機膜を除去するステップとを備えることを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention is a method for producing a semiconductor optical modulator, wherein a ground contact layer, a first cladding layer, a core layer, and a second cladding layer are sequentially grown on a semi-insulating InP substrate. Forming a semiconductor high mesa optical waveguide structure by etching; growing an insulating film to cover the second cladding layer and the semiconductor high mesa optical waveguide structure; and forming an organic film on the insulating film. And a step of removing the organic film while leaving a part on the insulating film beside the semiconductor high mesa optical waveguide structure.

また、本発明の第５の態様は、第４の態様の半導体光変調器の作成方法であって、前記有機膜は、前記半導体ハイメサ光導波路構造の前記第１のクラッド層の高さよりも低位置まで除去されることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a semiconductor optical modulator according to the fourth aspect, wherein the organic film is lower than a height of the first cladding layer of the semiconductor high mesa optical waveguide structure. It is removed to the position.

また、本発明の第６の態様は、第４又は第５の態様の光変調器であって、前記有機膜は、前記半導体ハイメサ光導波路構造の光入出力部分に形成されることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the optical modulator according to the fourth or fifth aspect, wherein the organic film is formed in a light input / output portion of the semiconductor high mesa optical waveguide structure. To do.

ＩｎＰ基板を有する半導体光変調器の入出力光導波路構造の物理的な強度を増加させ、劈開時の衝撃による入出力光導波路構造破損を抑制し、半導体光変調器の作成の歩留まり向上に寄与する。   Increases the physical strength of the input / output optical waveguide structure of the semiconductor optical modulator having the InP substrate, suppresses the damage of the input / output optical waveguide structure due to the impact at the time of cleavage, and contributes to the improvement of the production yield of the semiconductor optical modulator. .

半導体光変調器の構成を示す図である。（ａ）は、半導体光変調器の構成を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´部分の断面図である。It is a figure which shows the structure of a semiconductor optical modulator. (A) is a top view which shows the structure of a semiconductor optical modulator, (b) is sectional drawing of the AA 'part of (a). 図１におけるＢ−Ｂ´およびＣ−Ｃ´部分の断面図である。It is sectional drawing of the BB 'and CC' part in FIG. 図１におけるＢ−Ｂ´およびＣ−Ｃ´部分の断面図である。It is sectional drawing of the BB 'and CC' part in FIG. 半導体光変調器の構成を示す図である。（ａ）は、半導体光変調器の構成を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ´部分の断面図である。It is a figure which shows the structure of a semiconductor optical modulator. (A) is a top view which shows the structure of a semiconductor optical modulator, (b) is sectional drawing of DD 'part of (a). 図１におけるＥ−Ｅ´およびＦ−Ｆ´部分の断面図である。It is sectional drawing of the EE 'and FF' part in FIG. 図１におけるＥ−Ｅ´およびＦ−Ｆ´部分の断面図である。It is sectional drawing of the EE 'and FF' part in FIG. 図１におけるＥ−Ｅ´およびＦ−Ｆ´部分の断面図である。It is sectional drawing of the EE 'and FF' part in FIG.

ここで、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Here, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図４は、本発明の一実施形態にかかる半導体光変調器を示す図であり、図４（ａ）は半導体光変調器の上面図であり、図４（ｂ）は（ａ）Ｄ−Ｄ´における断面図である。図４（ｂ）を参照すると、半導体光変調器４００の位相変調部は、半絶縁性ＩｎＰ基板４１１上に、グランドコンタクト層４１２が形成される。グランドコンタクト層４１２上には、第１のクラッド層４１３、コア層４１４、第２のクラッド層４１５により構成される半導体ハイメサ光導波路構造４０３が設けられている。半導体ハイメサ光導波路構造４０３は、絶縁膜４０４と有機膜４０５で保護されている。また、グラントコンタクト層４１２の有機膜４０５が形成されていない部分の上にはグランド電極４０１が形成され、第２のクラッド層４１５上には、シグナル電極４０２が形成されている。図４（ａ）を参照すると、グランドコンタクト層４１２上面のグランド電極４０１とシグナル電極４０２との間には、有機膜４０５が形成され、グランドコンタクト層４１２上面のグランド電極４０１、シグナル電極４０２及び有機膜４０５以外の部分は、絶縁膜４０４で覆われている。   FIG. 4 is a view showing a semiconductor optical modulator according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 (a) is a top view of the semiconductor optical modulator, and FIG. 4 (b) is (a) DD. It is sectional drawing in '. Referring to FIG. 4B, in the phase modulation unit of the semiconductor optical modulator 400, a ground contact layer 412 is formed on a semi-insulating InP substrate 411. On the ground contact layer 412, a semiconductor high mesa optical waveguide structure 403 including a first cladding layer 413, a core layer 414, and a second cladding layer 415 is provided. The semiconductor high mesa optical waveguide structure 403 is protected by an insulating film 404 and an organic film 405. A ground electrode 401 is formed on the portion of the grant contact layer 412 where the organic film 405 is not formed, and a signal electrode 402 is formed on the second cladding layer 415. Referring to FIG. 4A, an organic film 405 is formed between the ground electrode 401 on the top surface of the ground contact layer 412 and the signal electrode 402. Parts other than the film 405 are covered with an insulating film 404.

図５は、図４のＥ−E´およびＦ−F´部分の断面図である。図４のＥ−E´およびＦ−F´の部分は、半導体光変調器４００の入出力光導波路端面の部分である。図５を参照すると、半導体光変調器４００は、半絶縁性ＩｎＰ基板４１１と、半絶縁性ＩｎＰ基板４１１上のグランドコンタクト層４１２と、グランドコンタクト層４１２上の第１のクラッド層４１３と、第１のクラッド層４１３上のコア層４１４と、コア層４１４上の第２のクラッド層４１５と、第２のクラッド層４１５上の絶縁膜４０４とを備える。半導体ハイメサ光導波路構造４０３の脇にはグランドコンタクト層４１２まで至る溝部５０１が形成され、溝部５０１の底面には有機膜４０５が形成される。   FIG. 5 is a cross-sectional view taken along lines EE ′ and FF ′ of FIG. The portions EE ′ and FF ′ in FIG. 4 are portions of the end face of the input / output optical waveguide of the semiconductor optical modulator 400. Referring to FIG. 5, the semiconductor optical modulator 400 includes a semi-insulating InP substrate 411, a ground contact layer 412 on the semi-insulating InP substrate 411, a first cladding layer 413 on the ground contact layer 412, A core layer 414 on one cladding layer 413, a second cladding layer 415 on the core layer 414, and an insulating film 404 on the second cladding layer 415. A groove 501 reaching the ground contact layer 412 is formed on the side of the semiconductor high mesa optical waveguide structure 403, and an organic film 405 is formed on the bottom surface of the groove 501.

図６及び図７は、図４の半導体光変調器４００の作成過程を示すＥ−E´およびＦ−F´部分の断面図である。図６を参照して、半導体光変調器４００は、半絶縁性ＩｎＰ基板４１１上にグランドコンタクト層４１２、第１のクラッド層４１３、コア層４１４、第２のクラッド層４１５を順次有機金属気相成長法あるいは分子線エピタキシー法にて成長する。次に、第２のクラッド層４１５上に溝部５０１を形成するためのＳｉＯ2マスクを形成後、ドライエッチングにより第１のクラッド層４１３、コア層４１４、第２のクラッド層４１５により構成される半導体ハイメサ光導波路構造４０３を形成し、ウェットエッチングによりＳｉＯ2マスクを除去する。この時、半導体ハイメサ光導波路構造４０３の幅は２μｍから５μｍである。 6 and 7 are cross-sectional views taken along lines EE ′ and FF ′ showing the process of manufacturing the semiconductor optical modulator 400 of FIG. Referring to FIG. 6, in the semiconductor optical modulator 400, a ground contact layer 412, a first cladding layer 413, a core layer 414, and a second cladding layer 415 are sequentially formed on a semi-insulating InP substrate 411 by an organic metal vapor phase. Growing by growth method or molecular beam epitaxy method. Next, after forming a SiO 2 mask for forming the groove 501 on the second cladding layer 415, a semiconductor constituted by the first cladding layer 413, the core layer 414, and the second cladding layer 415 by dry etching. A high mesa optical waveguide structure 403 is formed, and the SiO 2 mask is removed by wet etching. At this time, the width of the semiconductor high mesa optical waveguide structure 403 is 2 μm to 5 μm.

図７を参照して、半導体ハイメサ光導波路構造４０３を形成した半導体光変調器４００上に、絶縁膜４０４を堆積し、有機膜４０５をスピンコーティングにより塗布し、アニールにより有機膜４０５を硬化する。その後、エッチングにより一部の有機膜４０５を残して有機膜を除去する。この際に、位相変調部についてはグランドコンタクト層が現れるまでエッチングを行い、入出力光導波路端面の部分については、第１のクラッド層４１３よりも有機膜４０５の高さが低くなるまで、有機膜４０５をエッチングする。   Referring to FIG. 7, an insulating film 404 is deposited on a semiconductor optical modulator 400 on which a semiconductor high mesa optical waveguide structure 403 is formed, an organic film 405 is applied by spin coating, and the organic film 405 is cured by annealing. Thereafter, the organic film is removed by etching while leaving a part of the organic film 405. At this time, the phase modulation portion is etched until the ground contact layer appears, and the organic film is not etched until the organic film 405 is lower than the first cladding layer 413 at the end face of the input / output optical waveguide. 405 is etched.

本エッチング工程において、入出力光導波路端面の部分については、溝５０１の幅が小さいために、有機膜にエッチング液が浸透せず、有機膜が厚くなり、意図せずとも有機膜が残るように形成される。また、絶縁膜４０４については、有機膜４０５に対して、十分に高い選択比（エッチングレートの比率）を持つため、有機膜４０５を第１のクラッド層４１３の高さより低くなるまでドライエッチングしても、絶縁膜４０４が消失することはない。   In this etching process, since the width of the groove 501 is small at the end face of the input / output optical waveguide, the etching solution does not penetrate into the organic film, the organic film becomes thick, and the organic film remains unintentionally. It is formed. In addition, since the insulating film 404 has a sufficiently high selection ratio (etching rate ratio) with respect to the organic film 405, the organic film 405 is dry-etched until it becomes lower than the height of the first cladding layer 413. However, the insulating film 404 is not lost.

本実施形態の入出力光導波路端面構造により、入出力光導波路が有機膜４０５により保持されるため、入出力光導波路の端にかかる劈開の衝撃が緩和され、入出力光導波路破損が抑制される。有機膜４０５を残す際の高さ（厚さ）については、強度を保つためある程度必要となるが、高くなりすぎないようにする必要がある。高く（厚く）なりすぎると、有機膜４０５の物理的な強度が大きくなり、有機膜４０５自体が劈開できなくなってしまうからである。例えば、本実施形態において、第１のクラッド層の厚さが２μｍの場合、有機膜の厚さが０．０１以上２μｍ未満であれば、入出力光導波路構造の物理的な強度を増加させ、劈開時における光導波路構造の破損を抑制し、ＩｎＰ光変調器の歩留まりを向上することが可能となる。一方で、有機膜４０５が２μｍ以上の高さになると、有機膜４０５自体が劈開できなくなってしまう。   Since the input / output optical waveguide is held by the organic film 405 by the input / output optical waveguide end face structure of the present embodiment, the crushing impact applied to the end of the input / output optical waveguide is alleviated, and damage to the input / output optical waveguide is suppressed. . The height (thickness) when leaving the organic film 405 is required to some extent in order to maintain the strength, but it is necessary not to be too high. This is because if the thickness is too high (thick), the physical strength of the organic film 405 increases and the organic film 405 itself cannot be cleaved. For example, in the present embodiment, when the thickness of the first cladding layer is 2 μm, if the thickness of the organic film is 0.01 or more and less than 2 μm, the physical strength of the input / output optical waveguide structure is increased, It is possible to suppress damage to the optical waveguide structure during cleavage and improve the yield of the InP optical modulator. On the other hand, when the organic film 405 has a height of 2 μm or more, the organic film 405 itself cannot be cleaved.

なお、第１のクラッド層４１３および第２のクラッド層４１５は、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰのいずれでもよい。また、コア層４１４は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ、ＩｎＡｌＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓのいずれでもよい。また、絶縁膜４０４は、ＳｉＯ2、 ＳｉＯＮのいずれでもよい。さらに、有機膜４０５は、ＢＣＢあるいはポリイミドのいずれでもよい。また、本実施例では１つのマッハツェンダ型光変調器の例を挙げているが、複数のマッハツェンダ型光変調器を集積した光変調器においても本発明の効果が得られる。 Note that the first cladding layer 413 and the second cladding layer 415 may be either InP or InGaAsP. The core layer 414 may be either InGaAsP / InP or InAlGaAs / InAlAs. Further, the insulating film 404 may be either SiO 2 or SiON. Furthermore, the organic film 405 may be either BCB or polyimide. Further, in this embodiment, an example of one Mach-Zehnder type optical modulator is given, but the effect of the present invention can be obtained also in an optical modulator in which a plurality of Mach-Zehnder type optical modulators are integrated.

１００、４００ 半導体光変調器
１０１、４０１ グランド電極
１０２、４０２ シグナル電極
１０３、４０３ 半導体ハイメサ光導波路構造
１０４、４０４ 絶縁膜、
１０５、４０５ 有機膜
１１１、４１１ ＩｎＰ基板、
１１２、４１２ グランドコンタクト層、
１１３、４１３ 第１のクラッド層、
１１４、４１４ コア層、
１１５、４１５ 第２のクラッド層、
２０１、５０１ 溝部
３０１ 欠け 100, 400 Semiconductor optical modulator 101, 401 Ground electrode 102, 402 Signal electrode 103, 403 Semiconductor high mesa optical waveguide structure 104, 404 Insulating film,
105, 405 organic film 111, 411 InP substrate,
112, 412 Ground contact layer,
113, 413 first cladding layer,
114, 414 core layers,
115, 415 second cladding layer,
201, 501 Groove 301 chip

Claims (6)

半絶縁性ＩｎＰ基板と、
前記半絶縁性ＩｎＰ基板上に形成されたグランドコンタクト層と、
前記グランドコンタクト層上に形成された半導体ハイメサ光導波路構造であって、
前記グランドコンタクト層上に形成された第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層上に形成されたコア層と、
前記コア層上に形成された第２のクラッド層と
を備える半導体ハイメサ光導波路構造と、
前記半導体ハイメサ光導波路構造を覆う絶縁膜と、
前記半導体ハイメサ光導波路構造の脇の前記絶縁膜上の一部に被覆された有機膜と
を備えることを特徴とする半導体光変調器。 A semi-insulating InP substrate;
A ground contact layer formed on the semi-insulating InP substrate;
A semiconductor high mesa optical waveguide structure formed on the ground contact layer,
A first cladding layer formed on the ground contact layer;
A core layer formed on the first cladding layer;
A semiconductor high mesa optical waveguide structure comprising: a second cladding layer formed on the core layer;
An insulating film covering the semiconductor high mesa optical waveguide structure;
A semiconductor optical modulator comprising: an organic film coated on a part of the insulating film beside the semiconductor high mesa optical waveguide structure. 前記有機膜は、前記半導体ハイメサ光導波路構造の前記第１のクラッド層よりも高さが低いことを特徴とする請求項１に記載の半導体光変調器。   The semiconductor optical modulator according to claim 1, wherein the organic film has a lower height than the first cladding layer of the semiconductor high mesa optical waveguide structure. 前記有機膜は、前記半導体ハイメサ光導波路構造の光入出力部分に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体光変調器。   The semiconductor optical modulator according to claim 1, wherein the organic film is formed in a light input / output portion of the semiconductor high mesa optical waveguide structure. 半絶縁性ＩｎＰ基板上にグランドコンタクト層、第１のクラッド層、コア層、第２のクラッド層を順次成長するステップと、
半導体ハイメサ光導波路構造をエッチングにより形成するステップと、
前記第２のクラッド層及び前記半導体ハイメサ光導波路構造を覆うように絶縁膜を成長するステップと、
前記絶縁膜上に有機膜を形成するステップと、
前記半導体ハイメサ光導波路構造の脇の前記絶縁膜上の一部を残して前記有機膜を除去するステップと
を備えることを特徴とする半導体光変調器の作成方法。 Sequentially growing a ground contact layer, a first cladding layer, a core layer, and a second cladding layer on a semi-insulating InP substrate;
Forming a semiconductor high mesa optical waveguide structure by etching;
Growing an insulating film to cover the second cladding layer and the semiconductor high mesa optical waveguide structure;
Forming an organic film on the insulating film;
And a step of removing the organic film while leaving a part on the insulating film beside the semiconductor high mesa optical waveguide structure. 前記有機膜は、前記半導体ハイメサ光導波路構造の前記第１のクラッド層の高さよりも低位置まで除去されることを特徴とする請求項４に記載の半導体光変調器の作成方法。   5. The method for producing a semiconductor optical modulator according to claim 4, wherein the organic film is removed to a position lower than a height of the first cladding layer of the semiconductor high mesa optical waveguide structure. 前記有機膜は、前記半導体ハイメサ光導波路構造の光入出力部分に形成されることを特徴とする請求項４または５に記載の半導体光変調器の作成方法。   6. The method for producing a semiconductor optical modulator according to claim 4, wherein the organic film is formed in a light input / output portion of the semiconductor high mesa optical waveguide structure.
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